高技术蛙人潜航器
“蛟龙号”——走在深海载人技术最前沿
“蛟龙号”——走在深海载人技术最前沿佚名【摘要】深海潜水器体现一个国家的综合技术力量，是海洋技术开发的最前沿与制高点。
目前世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯等国相继研制成功的5艘深海载人潜水器，最大工作深度为6500米。
【期刊名称】《甘肃科技纵横》【年(卷),期】2012(041)004【总页数】1页(P1-1)【关键词】深海载人潜水器;深海潜水器;技术开发;俄罗斯【正文语种】中文【中图分类】TH137深海潜水器体现一个国家的综合技术力量，是海洋技术开发的最前沿与制高点。
目前世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯等国相继研制成功的5艘深海载人潜水器，最大工作深度为6500米。
为推动我国深海运载技术发展，科技部于2002年将“蛟龙号”深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划重大专项，启动了“蛟龙号”载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。
“蛟龙号”载人潜水器是现代高新技术的综合集成，其设计最大下潜深度为7000米，工作范围可以覆盖全球海洋区域的99.8%，代表着深海高技术领域的最前沿。
“蛟龙号”是我国自行设计、拥有自主知识产权的第一台深海载人潜水器。
从方案设计、初步设计到详细设计，全部由我国工程技术人员自主完成。
总装联调和海上试验也由我国独立完成。
“蛟龙号”可以运载科学家和工程技术人员进入深海，在海山、洋脊、盆地和热液喷口等复杂海底进行机动、悬停、正确就位和定点坐坡，有效执行海洋地质、海洋地球物理、海洋地球化学、海洋地球环境和海洋生物等科学考察。
同时，它还具备深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测与捕获、深海生物考察等功能，比如利用潜钻进行钻芯取样作业，测量钴结壳矿床的覆盖率和厚度、执行水下设备定点布放、海底电缆和管道的检测，完成其他深海探测及打捞等各种复杂作业。
“蛟龙号”的几个主要独特之处：首先，“蛟龙号”具有先进的近底自动航行功能和悬停定位功能，便于目标搜索和定位；其次，它具有高速水声通信功能，可以将潜水器在水下的语音、图像、文字等各种信息实时传输到母船上，母船的指令也可以实时地传给潜水器；第三，我国自行开发研制的充油银锌蓄电池与国外同类潜水器相比，容量是最大的，从而保证了在水下的作业时间；第四，“蛟龙号”设计深度是7000米。
碧海寻声的中国载人潜水器
Feature专题11碧海寻声的中国载人潜水器 深海是人类发展的资源宝库，也是科学发展的重要领域，更是维护国家海洋权益的主战场。
深海装备是我们深海战略发展的一个基础和脊梁骨。
从“蛟龙”号到4 500米级载人潜水器“深海勇士”号，再到万米载人潜水器，不到20年间，我国潜水器谱系化工程有序推进，借助高技术载人深潜装备，我国深海科技领域全面发展。
“蛟龙”炼成记20世纪末，随着中国大洋协会在国际海底调查研究工作的深入，国家对载人潜水器的应用需求越来越迫切，2002年大深度载人潜水器终于正式批准立项。
在7 000米载人深海潜水器“蛟龙”号立项前，我国研制过的潜水器的最大深度只有600米。
从下潜几百米到6 000米，美国、法国、日本、俄罗斯差不多花了50年，“蛟龙”号则计划用10年时间完成。
立项选总设计师时，大家不约而同地想到了徐芑南。
“来不及了！要赶快赶回所里！”接到邀请电话时，徐芑南已从中船重工702所退休6年，但心底始终有一个愿望，就是看到中国人独立自主研制的大深度载人潜水器能够在深海遨游。
不顾患有高血压、心脏病，一只眼睛仅存光感，徐芑南毅然放弃在美国颐养天年的生活，带着老伴回国。
当时摆在徐芑南面前的却是特别沉重的担子——国内没有做这么大深度的载人潜水器的经验，国外对载人深潜技术高度封锁。
时间走到2005年，此时项目已立项3年，团队中仅有两人见过真的深海潜水器。
从600米到7 000米，数字背后是非常大的技术跨越。
为统筹好“蛟龙”号本体12个分系统工作，徐芑南将每一个分系统的“任务输入、成果输出、约束和支撑条件”，按照技术进度和经费制成表格，按表工作，大大提高了效率和质量。
面对人才短缺的瓶颈，他格外注重对青年人的培养，还想方设法邀请国内外专家给年轻的设计师队伍讲课。
面对这一项巨大的系统工程，国内上百家科研机构集智攻关，解决了耐压结构和密封技术设计、高比强度合金材料的加工成形技术、航行性能优化、水下定位、水下通讯、自动控制等多个领域的最前沿技术难题。
声呐蛙人声呐探测系统研究进展
声呐蛙人声呐探测系统研究进展2008年11月在孟买发生了令人震惊的恐怖袭击事件，死亡195人，295人受伤，被喻为印度的“9.11”，经核查，恐怖分子是由近海乘坐橡皮艇从港口登陆的，这起事件清楚地表明近海/近岸水面或水下探测技术水平的缺失已经成为军用及民用港口安全体系的阿基利斯之踵，将可能遭受到来自恐怖分子或敌对敌方特种作战蛙人的袭击。
从二战以来，采用水下隐蔽袭击港口设施和停泊军舰的战例十分多。
2003年，停泊在也门的亚丁港的美国战舰“科尔”号突遭一艘不明身份，满载炸药的橡皮艇的自杀式袭击，携带的炸药将军舰左舷撕开12米长4米宽的大洞，17名美军殉职，37名美国水兵受伤。
2008年，泰米尔的猛虎组织的海虎突击队员突破斯里兰卡的亭可马里港的严密防护使用一枚威力巨大的水下炸弹炸伤了一艘斯里兰卡海军的军舰。
近年来越来越多使用蛙人进行攻击的现象说明人们认为从水下对停泊在码头的船只进行攻击是一种相对容易的方法。
因此使用声纳或其他技术设备对港口的出入航线等地进行水下监视是应对毒品走私、水下攻击的必要的措施。
敌方蛙人隐蔽进入港口或海岸水域对海军舰艇或民用船只进行攻击方式将不仅对军事安全，同时对民用全球贸易和海运的安全产生威胁。
另外，使用水下潜入的方式在毒品走私和恐怖袭击中应用也越来越多。
一、蛙人探测声呐的作用过去且在现在的许多地方，对水下安全的排查采用的是派遣一个战斗蛙人小组进入相应的水域搜索，这是一个花费大且耗时的工作。
采用声呐方式不仅节约经费并且重要的是提高了实时性。
在声呐探测中，时间的花费是必不可少的，然而在水下运载具的帮助下，敌对蛙人的运动速度是很快的。
为了挫败敌方破坏意图，声呐系统不仅要把敌方蛙人的信号从复杂的混响背景中分辨出来，并且对其进行的分析越快越好，因为时间就意味着生存或死亡。
由于日益增强的威胁，水域安全问题得到越来越多的重视。
主动式、高频率、多波束声呐技术是当前应对水下威胁最好的技术手段。
深海水域无人潜航器设计与研制
深海水域无人潜航器设计与研制深海探索是人类对地球最后未知领域之一的渴望。
然而，由于深海环境的极端恶劣条件，深海探索变得极具挑战性。
在此背景下，无人潜航器成为一种有效的工具，可以承担深海探索和研究的任务。
本文将讨论深海水域无人潜航器的设计与研制。
首先，深海水域无人潜航器的设计需要考虑以下几个关键方面。
首先是压力问题。
深海水域的压力极大，设计师需要确保潜航器能够经受住高压环境，并且保障内部设备的工作正常。
其次是温度问题。
深海水域的温度低至摄氏零下二度，潜航器必须具备良好的隔热性能，以保持内部设备的工作温度合适。
此外，深海水域的能见度非常低，无人潜航器应配备先进的传感技术，以提供清晰的图像和数据。
基于上述需求，一个理想的深海水域无人潜航器通常由几个主要模块组成。
首先是外壳模块，它应该能够抵御高压，并具备良好的隔热性能。
外壳模块还应具备高强度和耐腐蚀性，以应对深海水域恶劣的环境。
其次是动力模块，它可以通过电池或者燃料电池提供能源。
动力系统的设计应考虑航行的持久性和能源效率。
同时，动力模块还需要考虑在极端低温下的工作性能。
除了外壳和动力模块，深海水域无人潜航器还需要配备先进的传感器和探测设备。
例如，水下摄像机能够提供清晰的图像，声纳系统能够探测到水下的物体和地形，气象传感器能够记录环境参数，而水质传感器则可以监测水体中的各种物质。
这些传感器的数据将为科学家提供宝贵的深海研究资料。
此外，深海水域无人潜航器还应该配备有效的通信系统，以便与控制中心保持联系。
由于深海水域的水下环境很难传输信号，无人潜航器通常需要使用声波或其他无线技术来实现远程通信。
在研制深海水域无人潜航器时，工程师们面临着多重挑战。
首先是材料选择。
由于潜航器需要经受高压和低温等严酷条件，材料的选择至关重要。
使用高强度、耐腐蚀的材料，如钛合金，可以增加潜航器的耐用性和可靠性。
其次是机械结构的设计。
深海水域无人潜航器需要具备良好的耐压性能，并能够自由航行和操控。
中国载人潜水器“蛟龙号”海试圆满成功
个 特色 学科 ” 天然气 水 合物 、海 岸带地 质 与大 陆 （ 架 地质 ） 。到 ２ ２ ０ ０年 ，该基 地将 建成 具有 １０ ０ ０ 人 队伍规 模 的北 方海 洋地 质 调查 中心 ，成 为包 括
即墨在 内 的青 岛 “ 色硅 谷 ”重 要组 成 部分 ，为 蓝 发展 蓝色 经济 奠定 海洋 地质 基础 。 青 岛海洋 地质 研 究所 １ ６ ９ ４年 始 建于 南京 ， １７ ９ ９年重建 于青 岛。其主 要工 作 内容 是 ，以海 洋
理退税。
下潜 到 ３ ７９ ，标 志着 我 国成为 继美 、法 、俄 、 ５ｍ 日之 后 ，第 ５个掌 握 ３５０ ０ｍ以上 大深度 载人 深潜 技 术 的 国家 。 深海 载 人潜 水器 是快 速 、精确 地 到达 各种 深
在 监 管上 ，《 例 》也给 出了 多项 便 利措 施 。 条 对 保税 港 区与 境外 之 间进 出的货物 ，只是 实行 备 案 管理 ；在保 税港 区 内 ，货 物 可 以 自 由流 转 ；对
●科 技新 成果 ●
即墨 “ 装 箱式 移动 加油 站箱 体 ”科 技成 果通 过 集
专 家鉴 定
模式 。《 条例 》突 出了宽松 监管 、便 捷通 关 。 《 例》 条 赋予 了保 税港 区八 大类 行政 许 可权 。
近 日， 落 在 山东省 即墨市 的青 岛金 黄海 集 坐 装 箱有 限公司研 发 的“ 集装箱 式 移动加 油 站箱体 ” 通 过专 家 鉴 定 。专 家认 为 该成果制 作加 工 设计技
的 空 白。
（ 启光 ） 谭
依 法 集 中行使 行政 处罚 权 。 对 企业 最 切 身 利益 的税 收 政 策 ，《 例 》规 条 定 ，境 外 货物 入 港 区予 以保税 或 免税 ，从 保 税 港 区运 往境 外 的货 物 免 征 出 口关税 。也就 是 说 ，保
深海无人潜航器新型方案设计
第33期2019年11月No.33November ，2019深海无人潜航器新型方案设计摘要：文章基于对国内外深海无人潜航器的现状和发展趋势的分析，总结前人经验，通过数字化设计，用Solidworks 建立无人潜航器的三维模型，确定深海无人潜航器的结构，基于3D 打印技术完成所需配件、外壳的制作，加入单片机实现潜航器的运动控制，完成无人潜航器实体模型，后期将在广州航海学院多功能船舶与海洋水池中进行水下实验，收集实验数据，验证模型的可行性，为下一代无人潜航器的制作奠定基础。
关键词：无人潜航器；方案设计；建模；单片机控制中图分类号：U674文献标志码：A江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information端木玉，陈奕忠，李镇欣（广州航海学院船舶与海洋工程学院，广东广州510725）基金项目：广东省级大学生创新创业训练计划项目；项目编号：S201911106016。
作者简介：端木玉（1981—），男，江苏南京人，讲师，博士；研究方向：船舶与海洋工程。
引言无人潜航器（unmanned underwater vehicle ，UUV ）是一种无人操作，靠遥控或自动控制在水下航行的设备，按其应用领域分为军用和民用。
在民用方面，寻找失事舰船、潜艇探测打捞、搜索海底资源、绘制海图等，无人潜航器已经成为一大助力，如：美国的BLUEFIN-21型AUV 曾参与马航的水下搜寻。
在军用方面，无人潜航器的作用也是一大助力，如：战术水文资料的收集、水下侦察、排除水雷及反潜。
2018年日本就考虑使用无人潜航器对潜艇进行跟踪监视任务。
未来，随着无人潜航器的应用领域不断扩大，深海潜器会向着性能更强、兼容性更强、续航力更高、智能化程度更高等方向发展，更多的高科技技术将应用于无人潜航器，将产生新概念的无人潜航器［1］。
目前，世界上大多数国家正在从事无人潜航器的研制，其中，美国、俄罗斯、欧洲、日本、法国等国家处于领先地位。
我国制造出“魔鬼鱼”探测器,能隐蔽下潜1200米,真是高手在民间
我国制造出“魔鬼鱼”探测器，能隐蔽下潜1200米，真是高手在民间由西北工业大学航海学院自主研发的3米翼展仿蝠鲼柔体潜水器，在我国西沙北礁海域成功完成1025米大深度滑翔与扑翼一体推进海试，成为全球首例完成此举的具有应用能力的仿生水下航行器，未来将在海洋环境保护等方面发挥重要作用。
长期以来，为了更好地进行海洋数据采集、海洋资源利用，更好地保障海洋权益，世界各国都在高端水下航行器方面开展了尖端科技研究。
当前，各国已经投入使用的自主水下航行器中，存在难以同时兼顾工作时长与机动性、隐蔽性差、对海洋生态扰动大等短板，这些短板限制了水下航行器的大规模深入化的应用。
在加快建设海洋强国的大背景下，自2016年来，西北工业大学自主水下航行器团队瞄准未来海洋开发需求，致力于解决限制水下航行器有效利用的卡脖子难题，先后自主研发了4型仿生水下航行器工程样机，并成功开展了水池试验、湖试、海试。
近期海试成功的Ⅳ型样机，翼展3米、重470公斤，具备滑扑一体混合推进能力，它既能在水中高效长距离“滑翔”，也能超高机动“扑动”，融刚性“躯干”与柔性“双翼”于一身，无论是外形还是动作，都和真正的蝠鲼高度相似。
项目负责人潘光教授介绍：“它和蝠鲼的滑翔和拍动相似程度已经接近了90%以上。
”该型样机已经完成了1025米大深度的滑扑航行试验，并采集温盐深水文信息，取得重大科研突破。
西工大这支团队从基础研究到工程应用，走过了全链条的自主研发之路——突破了蝠鲼生物的仿生运动数据分析、流体力学机理研究、多自由度刚柔并济仿生扑翼结构设计、模拟生物神经仿生控制等多项核心尖端技术。
这款工作时间长、机动性高、载荷量大、隐蔽性强、生物亲和性好的仿蝠鲼潜水器，满足广域粗维度+原位细维度监测需求，可应用于各种水下环境监测、海洋大数据采集、海洋牧场养殖等场景。
潘光介绍，这款仿生水下航行器可以在海洋牧场当中和鱼群混游，监视海洋牧场鱼群健康状态，此外，还可以进一步增加它的声学、磁学传感等载荷，针对未来海洋环境保护，开发起应用价值。
中国深海潜水器大家族
探索海世界文、图/徐小龙千百年来，在广袤的大海上，人类制造船舶航行到世界各地。
从简单的人力木桨到复杂的风帆，再到先进的蒸汽机、燃气轮机，虽然船舶的动力系统得到全面升级，但船舶依然逃不脱狂风巨浪的威胁。
深入大洋深海成为人类的梦想。
随着科技的发展，潜入深海的装备不再只是存在于文学幻想作品中，《海底两万里》中的“鹦鹉螺”号已成为现实中的载人潜水器，且广泛应用在海洋环境科学考察、洋底矿产资源开发、极地深海运输探测、海底打捞救援考古、深海商业观光旅游等诸多领域。
基于此，马里亚纳海沟也不再是遥不可及的未知深渊。
我们中国的潜水器起步较晚，但是发展迅速，如今已经接近甚至达到国际先进水平。
那深海潜水器是什么样子呢？都有哪些特点？今天就让我们一起认识一下我国深海潜水器大家族的“兄弟姐妹”吧！机器人潜水器远程遥控潜水器“海龙”系列“潜龙”系列“海马”号“探索”系列“海星6000”“发现”号“悟空”号水下直升机自主式潜水器“海斗”系列“海翼”系列“北极”号“海燕”系列“问海1号”“思源”号自主水下滑翔机自主遥控潜水器载人潜水器“蛟龙”号“深海勇士”号“奋斗者”号载人潜水器（HOV）具有水下观察和作业能力的潜水装置，主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞、救生等任务，并可以作为潜水人员水下活动的作业基地。
“蛟龙”号2012年6月，“蛟龙”号在太平洋马里亚纳海沟实现了7062米的最大下潜深度，这标志着我国实现了载人潜水装备从0到1的跨越，具有重要的划时代意义。
“蛟龙”号是我国第一台自行设计、自主集成研制的载人潜水器，长8.2米，重22吨。
它的载人舱是一个密闭球体舱，直径2.1米，用钛合金制造，强度大，比重小。
舱内最重要的是生命支持系统，包括供氧系统和二氧化碳过滤系统，可供3名科考队员使用84个小时。
“蛟龙”号的外壳采用复合材料制成，具有质量轻、导热慢、强度高等优点，可以很好地保护内部设备，帮助其获得较大浮力，完成深海科考任务后可迅速上浮。
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蛙人潜航器能灵
活机动地运载
潜水员或特工人员到浅水域执行各
种
任务,因此潜航器也有“水下摩
托”的美称。尤其在科学技术迅
猛
发展的今天,它在
低可探测性
、
生
命
保障、潜航性能等方
面
较传统型蛙
人潜航器又有了大幅提升和进步
。
新型材料高技术蛙人潜航器不再一味强调采用钢结构艇身,在强度、刚度、承压、抗扭等基本力学性能相近,价格相差不大,工艺成熟的条件下,更多地提倡选用轻质的钦合金和复合材料来提高战术一技术性能。况且它们的耐腐蚀、抗疲劳性能也很出色。例如,某型高技术蛙人潜航器艇身含有层玻璃纤维增强塑料和碳纤维复合材料层厚 !毫米∀,其不仅机械性能佳,而且结构重量轻,整体工艺性亦好。高效电池高技术蛙人潜航器的动力装置在小型化、轻型化、高性能、长寿命等方面也取得了进步。例如,使用中的一种蛙人潜航器以#千瓦的电机为动力装置,外置的∃组电池分别位于艇身下腹壳体的两侧,能在水下持续供电%&小时。全球定位系统高技术蛙人潜航器不再单凭所乘载人员的经验航行,而是借助先进的∋()全球定位系统和电罗盘导航,不仅能很方便高技术蛙人潜航器林一平地确定自己每时每刻的水下坐标位置,保证沿着正确航线航行,防止
迷
航,而且己方航海指挥官能随
时掌
握蛙人潜航器的水下航迹,进行动态指挥。据称,有的高技术蛙人潜航器还具有水下自主测绘海图的能力,适用于科研和侦察。自动驾驶和探测系统高技术蛙人潜航器上普遍安装了先进的自动驾驶系统和探测系统,以减轻乘员的水下工作负担。这些系统包括自动驾驶仪、测深装置、声纳等。例如,潜航器上使用某型测深装置可测深度为∗&米,声纳的探测距离达%+&米。低可探测性能高技术蛙人潜航器通过采用低阻流体外形,使用隔音、减震装置和吸波材料,配置低噪音螺旋桨,使其磁、声信号特征均很弱,隐身性佳。生命保障系统高技术蛙人潜航器均非常重视乘员生命保障系统可靠性的设计,不仅采用多套带稳压器的呼吸系统,可按工况切换使用,而且还考虑了应急要求。性能提高高技术蛙人潜航器主要供执行沿海搜寻、侦察、救援、突击和扫雷等任务,其性
能较传统
型
蛙人潜航器有了很大提高。例如
,
国外有一种蛙人
潜
航
器的尺寸为
,∗+米.&
+米
,
最
大运载量
∃
&
公斤国外另一种蛙人潜航
器
的
尺
寸为%米.%%+米,运
载
量
/+&
公斤,潜航深度为∗&米,最大潜航
深度为+&米,最大航速为,节
,
当
最大巡航速度为0节时航程可达
0&
海里
。
由于高技术蛙人潜航器继
承
了
传统潜航器结构简单、制造成本
低
、
使用灵活、用途广泛的优点,整体技
术并不复杂,人员培训也不难,故能
很快形成战斗力1同时,又因为它采
用高新技术,破坏力
亦更大
,
使其更
难对付。为了对付水下恐
怖活动
和
对他国进行间谍活动以及武装突
击,美国一直在从事这方面的研究
,
美海军陆战队也已装备了高技术蛙
人潜
航器
。
−
编州与耀,布出沐妞解场碑份治砂翰涎杯白命廷拐滋
娜
尧
与碑场沱俐经朴
轴
强,以满足垂直着舰速度达,米2秒的要求预计将增重∃&公斤。同时345还将增加空中快速放油装置以应对起飞后因非计划着舰的情况,后机身也将安装着舰尾钩。此外由于365采用三角翼设计着陆速度接近∃#&公里2时为保证着舰所需的进场速度,舰载型的速度必须比空军型减小约/&公里20寸才能满足要求,为此,该机在机翼魏根前缘将加装一种活动式涡流发生器在降落时能起到鸭翼作用并增加升力,同时通过比较大的迎角来保持进场着舰所需的低速性能。考虑到飞机在大迎角着舰过程中飞行员的视野受到很大限制机头加大了下垂角度,以确保良好的前视范围。双发型印度将在365的基础上继续研究765双发中型战斗机。该机是一种执行对地攻击任务的隐身飞机,仅在机翼、发动机、部分系统和分系统等
方
面与365通
用。该机空
重%∃吨最大起飞重量%#吨。为减小雷达截面
积745将使用雷达吸波材料,采用两个叮型的向外
倾斜
的垂尾,机翼下的武器挂架为保形设计。发动机改
进后的最
大推力将提高,不装加力燃烧室,但采用推力矢羹
喷
口
以
提高飞机的机
动
8
性
。
不难看出为了迅速实现印度空军的现代化印
度政府
正在紧锣密鼓地推进国产新型战斗机的发展。印度国防部
在提交给议会国防委员会的报告中曾暗示365可
能
要到
∃&%∃年才能正式装备但印度空军则苦于365
无法填补
老旧战机即将退役所留下的多达∗&架的空缺正在
加速
引进和许可
证生产的步伐这将使365今后的发
展更加
步
履维艰
。
−
一∃∃一
∃&
&∃年,
月